化学能与热能学案

第二章化学反应与能量
第一节化学能与热能
学习目标：
1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

2.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的转化关系。

温故知新：
复习初中所学相关内容，完成下列问题：
1.目前，人类应用最广泛的能源是_____________________等不可再生的化石燃料。

2.目前，人们对新能源的开发研制已取得了一些突破，___________、_____________、
风能、核能、潮汐能等逐步走上了能源舞台。

3.氢气燃烧的热值比化石燃料高，可以由水制得，燃烧后又生成水，不污染环境。

因
此，______________是未来最理想的能源，具有广阔的开发前景。

4.举出几种你所知道的可作为燃料的物质有：________________________________。

自主学习：
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1.微观角度：
化学反应的过程，就是反应物中的化学键断裂，生成物中的化学键形成的过程。

从能量的角度来讲，断开化学键要________________，形成化学键要________________。

化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。

所以说，物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的。

2.宏观角度：
各种物质都储存有化学能。

不同的物质不仅组成不同、结构不同、所包含的化学能也不同。

一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于_________ ____________________________________________________________________。

【思考与交流1】我们已经知道，化学反应的基本特征是有新物质生成，即在化学反应中物质发生了变化。

通过上面的学习，你对化学反应的特征有什么进一步的认识？
【练习1】下列变化过程中，需吸收能量的是( )
A. H + H = H2
B. H + Cl = HCl
C. I2 = I + I
D. C + O2 = CO2
二、化学能与热能的相互转化_____________守恒
1.化学反应过程中的两个守恒
_____________守恒
化学反应中的能量变化可以通过光能、电能、热能等形式表现出来，通常主要表现为_________的变化。

2.吸热反应、放热反应
⑴吸热反应：
断开反应物中的化学键消耗的总能量_________形成生成物中的化学键放出的总能量。

反应物总能量__________生成物总能量。

⑵放热反应：
断开反应物中的化学键消耗的总能量________形成生成物中的化学键放出的总能量。

反应物总能量__________生成物总能量。

3.化学能与热能相互转化的应用
⑴化学物质中的__________通过反应转化成__________，提供了人类生存和发展所需
要的能量和动力。

⑵_________转化成_______是人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。

【实验探究】
实验2-1：在一支试管里加入2～3 mL 6mol/L 的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条。

观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化。

写出反应的离子方程式：_________________________________________________
实验2-2：将约20g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与约10g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，
用手烧杯下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。

写出反应的化学方程式：________________________________________________________。

实验2-3：在50 mL烧杯中加入20 mL 2 mol/L 的盐酸，测其温度。

另用量筒量取20 mL
2 mol/L NaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。

观察反应中溶液温度的变化过程，并作好记录。

写出反应的离子方程式：_________________________________
实验现象：__________________________________________________________________。

实验结论：__________________________________________________________________ 。

【学与问】某反应是放热反应，所放出的热能从何而来？某反应是吸热反应，且所吸收的热能由外加热源（如酒精灯）提供，提供的热能主要起什么作用？
【思考与交流2】酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热。

如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和
操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？请与同学讨论交
流。

【练习2】下列说法正确的是（）
A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B.放热的反应在常温下一定很容易发生
C.反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量，放热反应自始至终不需要外界能
量
【练习3】下列变化属于吸热反应的是__________
①液态水汽化；②将胆矾加热变成白色粉末；③苛性钠固体溶于水；④氯酸钾分解制氧气；
⑤生石灰跟水反应生成熟石灰；⑥干冰升华。

【练习4】研究表明，在一定温度和压强下，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全化合生成2 mol H2O(g)所放出的热量：①与在相同条件下2 mol H2O(g)完全分解为2 mol H2(g)和1 mol
O2(g)所吸收的热量在数值上相等；②是相同条件下1 mol H2(g)和mol O2(g)完全化合生成1 mol H2O(g)所放出的热量的2倍；③比在相同条件下2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全化合生成2 mol H2O(l)所放出的热量少。

由此，你可得出哪些结论？
【科学视野】1.生物体中的能量转化；
2．社会发展与能源利用；
3.人类利用能源的三个阶段。

【练习5】阅读下面的叙述，回答有关问题。

“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。

作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。

古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代化科学技术所改变。

⑴下面有关“生物质能”的说法，不正确的是（）
A.利用生物质能就是间接利用太阳能
B.生物质能源是不可再生的能源
C.生物质能源是解决农村能源的主要途径
D.生物质能源的缺点是严重污染环境
⑵沼气是有机废弃物（树叶、秸秆、草类及垃圾、粪便等）在隔绝空气的条件下发酵分解而成的气体，主要成分是甲烷。

农村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。

下面有关结论中，错误的是（）
A.沼气是一种清洁的能源
B.使用沼气作能源可以保护森林
C.使用沼气给农民的生活带来了不便
D.使用沼气是对化学能的充分利用
【练习6】人类对能源的利用大致可分为三个阶段，即柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。

⑴“化石能源”是指__________、__________、____________等化石燃料，这些能源按目前的消耗速度，再用100年便会枯竭。

⑵“多能源”主要是指_________、_________、____________等新能源。

⑶你认为我国目前处于哪一个能源时期？________________________。

【作业】1. 阅读课本35-36页“科学视野”
2. 课本37-38页第4、7、12题做在作业本上；
3. 重难点手册106-107页综合应用题做在书上；
4. 创新设计28-29页演练自评做在书上。